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Avaliação da expressão dos genes de caspase 8 e caspase 9 em Peixe-Zebra (Danio Rerio) expostos a cobre

Thesis published in 2008 by Ana Catarina Gonçalves Luzio ORCID
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Abstract

O cobre é um micronutriente essencial que está presente em condições naturais em águas não poluídas. Nas últimas décadas, os ecossistemas aquáticos têm sido contaminados por diversos poluentes resultantes da actividade mineira, da agricultura, da indústria, bem como dos efluentes domésticos. Em consequência, existe um grande interesse na determinação de biomarcadores de exposição ao cobre em peixes de água doce, com vista quer à monitorização dos ecossistemas aquáticos, quer como instrumento de análise da sua toxicidade. Com o objectivo de avaliar o impacto dos poluentes na qualidade ambiental tem sido considerado pertinente desenvolver estudos acerca dos seus efeitos negativos nos ecossistemas. Neste contexto, o uso de marcadores biológicos ou biomarcadores tem assumido particular importância aos níveis molecular e celular como um instrumento sensível de detecção rápida dos efeitos biológicos de avaliação da qualidade dos ecossistemas. O cobre pela sua presença em altas concentrações, induz várias respostas celulares que podem levar a indução de morte celular por apoptose. No presente trabalho, a caspase-8 e a caspase-9 foram usadas como biomarcadores para a detecção do fenómeno apoptótico. A apoptose dependente da via das caspases pode seguir duas vias: a via extrínseca ou dos receptores de morte e a via intrínseca ou mitocondrial. Pelo que, cada uma das caspases seleccionadas pertence a uma das vias: a caspase-8 à extrínseca e a caspase-9 à intrínseca, podendo assim verificar-se se ocorreu activação de apenas uma ou das duas vias. No presente trabalho objectivou-se desenhar primers específicos que permitam a amplificação dos genes em estudo, neste caso em Danio rerio, para posteriormente se analisarem possíveis alterações na expressão destes genes e quantificá-las, de forma relativa, através de RT-PCR quantitativo. Neste trabalho, os peixes-zebra (D. rerio) foram expostos durante 24 e 48 horas a duas concentrações de cobre (12,5 e 100 μg Cu L-1) e para avaliação do seu efeito nas vias extrínseca e intrínseca da apoptose, na brânquia, foram analisadas a expressão dos genes das caspases 8 e 9. Os resultados obtidos mostraram que ocorreu apenas expressão da caspase-9 na brânquia. O facto de não ter ocorrido expressão da caspase-8 sugere que apenas ocorreu indução da apoptose por via intrínseca ou então pode ter ocorrido activação da via extrínseca mas não se ter verificado especificidade para os primers desenhados. Relativamente a expressão da caspase-9, não se verificou um aumento ao longo do tempo de exposição mas sim uma diminuição, podendo este resultado ser justificado por um aumento do stresse oxidativo nas células da brânquia. ; Copper is an essential micronutrient naturally occurring in unpolluted freshwaters, but contamination of aquatic systems, occurring as a result of mining, agricultural and manufacturing activities, and also due to municipal effluents is frequently observed. As a consequence, there is considerable interest in determining a reliable biomarker for copper exposure in freshwater fish, for both monitoring aquatic systems and as an analytical tool for copper toxicity. In order to assess the impact of pollutants on environmental quality it has become pertinent to carry out a rapid assessment of their deleterious effects on ecosystems. In this context, the use of biological markers or biomarkers measured at molecular and cellular level is of great importance as sensitive early warning tools for biological effect measurement in environmental quality assessment. The presence of copper in high concentrations can induce several cellular changes leading to cell death by apoptosis. In the present work, caspase-8 and caspase-9 gene expression were used as biomarkers of apoptosis. Apoptosis by caspase activation can fallow two pathways: the extrinsic (cell death receptors pathway) and the intrinsic (mithocondrial pathway) pathways. Because of that, the caspases selected belong to each of the pathways: the caspase-8 to the extrinsic and the caspase-9 to the intrinsic, thus allowing the identification of the active(s) pathway(s). In the present work, one of the objectives was to draw specific primers, that is, primers that allow the amplification of the gene in study in Danio rerio, to verify and to quantify in a relative way these genes expression by quantitative RT-PCR. The results indicate that only caspase-9 was expressed. The absence of caspase-8 expression suggests that only induction of the apoptosis intrinsic pathway occurred; or, the extrinsic pathway might have been activated but that was not verified due to possible unspecificity of the drawn primers. Relatively to the expression of the caspase-9, an increase was not observed along the exposure period, by the contrary it was observed a decrease in this gene expression that could result from a high oxidative stress response to copper exposure. ; Dissertação de Mestrado em Biologia Clínica Laboratorial